- •10. Определение буримости и взрываемости горной породы
- •1. Общие сведения о горных породах
- •2. Определение плотностных свойств горной породы
- •3. Определение предела упругости, пределов прочности
- •4. Построение паспорта прочности горной породы
- •5. Определение статических упругих свойств горной породы
- •6. Акустические свойства горной породы
- •7. Определение динамических упругих свойств горной породы
- •8. Построение графика деформации породы
- •9. Определение крепости и показателя трудности разрушения горной породы
3. Определение предела упругости, пределов прочности
породы на сжатие и растяжение
■
Упругость - способность горных пород полностью восстанавливать свои первоначальные формы и размеры после снятия нагрузки [1,2].
Предел упругости оу - напряжение, при котором в горной породе начинается пластическая деформация. Определяется как отношения силы, соответствующей пределу упругости породы при сжатии Ру, на площадь поперечного сечение образца горной породы S:
cry=Py/S,IIa = \0^xP/S, МП а, (3.1)
где Ру - сила, соответствующая пределу упругости при сжатии, Н;
S = 0,785hd2, м2 - площадь поперечного сечения образца цилиндрической формы.
Предел прочности на сжатие Сто. - критическое значение одноосного сжимающего напряжения, при котором происходит разрушение породы.
Существует несколько методов определения предела прочности пород на сжатие, такие как: метод определения предела прочности на сжатие на образцах правильной геометрической формы, на образцах полуправильной формы и на образцах неправильной или произвольной формы. Первый из них является наиболее точным.
Рис.1. Определение прочности горных пород при одноосном сжатии: 1 - образец; 2 - каленые прокладки; 3 - центрирующее устройство;
4 - плиты пресса
Испытания этим методом проводятся на цилиндрических образцах на гидравлическом прессе. Нагрузка равномерно повышается вплоть до разрушения образца с фиксацией максимального ее значения.
Величина предела прочности на сжатие определяется по формуле:
°сж = Рсж/0,785М2, Па = 10"6 х P^/hd2, МЛ а, (3.2)
где Р^ - разрушающая нагрузка при сжатии образца, Н;
Предел прочности на растяжение стр - критическое значение одноосного растягивающего напряжения, при котором происходит разрушение породы. Для определения прочности пород на растяжение используется метод прямого (непосредственного) растяжения, а также ряд косвенных методов.
Метод прямого растяжения. Определение стр этим методом производится на образцах правильной геометрической формы на разрывной машине с приложением к образцу растягивающих усилий. Величина предела прочности на растяжение для образцов цилиндрической формы вычисляется по формуле:
ар = Рр /0,785hd, Па = \0~*хРр /0,785hd, МП а, (3.3)
где Рр - разрушающее растягивающее усилие, Н.
Метод диаметрального сжатия заключается в раскалывании цилиндрических образцов сжимающими усилиями, приложенными по диаметрально противоположным образующим.
Испытания проводятся на гидравлическом прессе. Образец горной породы кладется на бок между плитами пресса и к нему прикладывается сжимающее усилие, за счет которого в плоскости диаметрального сечения возникают напряжения растяжения, приводящие к раскалыванию образца. Предел прочности на растяжении определяется по формуле Герца:
а = — или а = 0,637—, Па = 0,637 х 10"*—, МПа, (3.4)
р ndh dh dh
■
где Р - разрушаемое усилие, Н.
Рис.2.
Определение прочности пород при
растяжении методом диаметрального
сжатия: 1 - образец (керн); 2 - опорные
плиты
Таблица 2
Прочностные свойства горной породы
№ п.п. |
Наименование параметров |
Числовые значения |
F-диницы измерения |
1 |
Предел упругости |
|
МПа |
2 |
Предел прочности на сжатие |
|
МПа |
3 |
Предел прочности на растяжение |
|
МПа |